机械设计的一般程序

1、机械设计的一般程序如表! # !所示，机械设计的一般程序可分四个阶段：!$可行性研究 对产品的预期需要、工作条件和关键技术进行 分析研究，通过调研，确定设计任务要求，提出功能性的主要设计参 量，作成本和效益的估算，论证设计 的必要性和先进性，提出由环 境、经济、加工以及时限等各方面所确定的约束条件，提出可行性设计方案。在此基础上，提出设计任务书。%$方案设计 根据设计任务要求寻求功能原理的解法，构思原 理方案。产品的功能分析，是对设计任务书提出的产品功能中必须达 到的要求、最低要求和希望达到 的要求进行综合分析，即这些功能 能否实现，多项功能间有无矛盾，相互间能否替代 等。最后确定出 功能参数

2、，作为进一步设计的依据。确定了功能参数后，再提出可能 采用的方案。方案设计时，可以按原动部分、传动部分和执行部分分 别进行讨论。讨论产品的执行部分时，首先是选择工作原理。根据不同的工 作原理，可以拟定 多种不同的执行机构的具体方案。即使对于同一 种工作原理，也可能有几种不同的 结构方案。原动部分的方案也可以有多种选择。由于电力供应的普遍性和 电力拖动技术的 发展，目前绝大多数的固定机械都优先选择电动机 作为原动部分。热力原动机主要用于运输机械、工程机械或农业机 械。即使是用电动机作原动机，还需要作交流与直 流的选择、高转 速与低转速的选择等。传动部分的方案更为复杂多样。对于同一传动任务，可以通

3、过 多种机构或不同 机构的组成来完成。然而，在上述众多方案中，仅有几个在技术上是可行的。对可 行的方案要从技术方面和经济方面进行综合评价。评价时可采用的 方法很多。根据经济性进行评价 时，既要考虑到产品设计制造时的 经济性，也要考虑到产品使用时的经济性。如果产品的结构方案比较复杂，其设计制造成本会相对增大，但这类产品的功能往往更齐 全，生产率也较高，故使用经济性也较好。相反，结构较为简单、功 能不够齐全的产 品，设计制造费用虽少，但使用费用却会增加。评价产品时，产品的可靠性应作为一项重要的分析指标。系统 越复杂，可靠性就越低。为了提高复杂系统的可靠性，必须增加并联 备用系统，而这不可避免地会提

4、高产品的成本。通过对数种可能方案的评价，可以作出决策，并确定原理方案 图或机构运动简图技术设计 按设计方案的目标，完成总体设计及零、部件的结 构设计。完成设计方案的结构化，从技术和经济观点作周密的结构设 计和计算。要完成全套的零件 图、部件图和总装配图，编制技术文 件和技术说明。为了确定主要零件的基本尺寸，必须做好以下工作：机器的运动学设计根据确定的结构方案，确定原动机的参数 （功率、转速、线速度等）；然后作运动学计算，确定各运动构件的运动参数（转速、速度、加速度等）；机器的动力学计算 结合各部分的结构和运动参数，计算各主 要零件上所受载荷的大小，确定其特性。此时所求出的载荷，由于具 体零件尚

5、未设计出来，因而只 是作用于该零件上的公称（或名义） 载荷；零件的工作能力设计 已知主要零件所受的公称载荷的大小和 特性，即可初步设计零、部件。设计所依据的工作能力准则，须参照 零、部件的一般失效情况、工作 特性、环境条件等合理地拟定，一 般有强度、刚度、振动稳定性、寿命等准则，通过计算或类比，即可决定零、部件的基本尺寸；部件装配草图和总装配草图的设计根据已定出的主要零、部件的基本尺寸，设计出部件装配草图和总装配草图。 草图上需对所有 零件的外形和尺寸进行结 构化设计，很好地协调各零件的结构和尺 寸，全面考虑所设计的零、部件的结构工艺 性，使零件具有最合理 的结构；主要零件的校核 有些零件由于

6、具体的结构未定，其工作能力难以详细计算，只能作初步计算和设计；在绘出部件装配草图和总装 配草图以后，所有零件的结 构和尺寸均为已知，相互邻接的零件之 间的关系也为已知，这时，可以较为精确地定出作用在零件上的载荷，决定影响零件工作能力的各个细节因素，在此条件下，有可能 并且必须对一些重要的或者外形和受力情况复杂的零件进行精确的 校核计算；根 据校核的结果，反复修改零件的结构和尺寸，直到满意为止。草图设计完成后，即可确定零件的基本尺寸，设计零件的工作图，并绘制出除标 准件以外的全部零件工作图。按最后定型的零件工作图上的结构和尺寸，重新绘制部件装配 图和总装配图。通过这一工作，可以检查出零件中可能隐藏的尺寸链 上和结构上的错误。需要编制的技术文件包括产品的设计计算说明书、使用说明书 和标准件明细表 等。设计计算说明书应包括方案选择和技术设计的 全部结论性的内容。用户产品使用说明书中应介绍产品的性能参数 范围、使用操作方法、日常保养和简单的维修方 法、备用件的目录 等。改进设计 根据加工制造、样机试验、技术检测、使用操作、产 品鉴定分析和市场等环节反馈信息对产品作改进设计或技术处理，以确保产品质量，并完善前期设计 中的不足。经过上述四个阶段，即完成了产品机械设计的全过程。机械产品即可投入试生产或批量生产，并进